3. Презентации ТССА-!!!-пв. Литература Дрейзис Ю. И. Основы теории систем и системный анализ. Издво Артрум, Краснодар
 Скачать 2.29 Mb.
|
Свойства систем и их характеристики
Закономерности функционирования систем Закономерность целостности проявляется в возникнове-нии у системы новых интегративных качеств, не свойствен-ных ее компонентам Свойства системы (целого) не является суммой свойств элементов (частей). Свойства системы (целого) зависят от свойств элементов (частей) Целостная система – в ней каждый элемент связан со всеми элементами системы. Изменения, вносимые в один элемент, вызывают необходимость внесения изменений во все остальные элементы. Степень целостности системы: Показатель целостности (Ц) = Факт. число связей / Макс. число связей Макс. число связей = n (n – 1), n – число элементов в системе Обособленность системы (макс. число связей = 0), О = 1 - Ц Тема-3. Принципы системного подхода3.1 Принципы системного подхода - это положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами: принцип конечной цели: абсолютный приоритет конечной цели; принцип единства: совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности элементов; принцип связности: рассмотрение любой части совместно с ее связями с окружением; принцип модульного построения: полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей; принцип иерархии: полезно введение иерархии элементов и (или) их ранжирование; принцип функциональности: совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой; принцип развития: учет изменяемости системы, ее способности к развитию, расширению, замене частей, накапливанию информации; принцип децентрализации: сочетание в принимаемых решениях и управлении централизации и децентрализации; принцип неопределенности: учет неопределенностей и случайно-стей в системе Дополнительные принципы принцип целостности принцип совместимости элементов в системе принцип организованности принцип целеустремленности и целесообразности принцип нейтрализации дисфункций принцип лабилизации функций принцип адаптивности принцип эволюции принцип изоморфизма принцип полифункциональности сложной системы принцип комплексного подхода принцип полной системы принцип взаимодополнительности и неразрывности процессов проектирования и внедрения сложных систем принцип учета динамики систем принцип имитации и др. 3.2. Классификация систем (1 вариант)
классификация всегда относительна
Классификацией называется разбиение на классы по наиболее существенным признакам. Под классом понимается совокупность объектов, обладающие некоторыми признаками общности. Признак (совокупность признаков) является основанием (критерием) класса. Система может быть охарактеризована одним или несколькими признаками и соответст-венно ей может быть найдено место в различных классификациях, каждая из которых может быть полезной при выборе методологии исследования. Обычно цель классификации: ограничить выбор подходов к отображению систем, выработать язык описания, подходящий для соответствующего класса. По содержанию различают реальные (материальные), объективно существующие, и абстрактные (концептуальные, идеальные), являющиеся продуктом мышления. Реальные системы делятся на естественные (природные системы) и искусственные (антропогенные). Естественные системы: системы неживой (физические, химические) и живой (биологические) природы. Искусственные системы: создаются человечеством для своих нужд или образуются в результате целенаправленных усилий. Искусственные делятся на технические (технико-экономические) и социальные (общественные). Техническая система спроектирована и изготовлена человеком в определённых целях. К социальным системам относятся различные системы человеческого общества. Выделение систем, состоящих из одних только технических устройств почти всегда условно, поскольку они не способны вырабатывать своё состояние. Эти системы выступают как части более крупных, включающие людей – организационно-технических систем. Организационная система, для эффективного функционирование которой существенным фактором является способ организации взаимодействия людей с технической подсистемой, называется человеко-машинной системой. Пример: автомобиль-водитель, самолет-летчик Отличительными признаками технических систем по сравнению с произвольной совокупностью объектов или по сравнению с отдельными элементами является конструктивность (практическая осуществляемость отношений между элементами), ориентированность и взаимосвязанность составных элементов и целенаправленность. Для того чтобы система была устойчивой к воздействию внешних влияний, она должна иметь устойчивую структуру. Выбор структуры практически определяет технический облик как всей системы, так её подсистем, и элементов. Вопрос о целесообразности применения той или иной структуры должен решаться исходя из конкретного назначения системы. От структуры зависит также способность системы к перераспределе-нию функций в случае полного или частичного отхода отдельных элементов, а, следовательно, надёжность и живучесть системы при заданных характеристиках её элементов. СИСТЕМЫ И ВНЕШНЯЯ СРЕДА Открытые системы На основе понятия внешней среды системы разделяются на: открытые, закрытые (замкнутые, изолированные) и комбинированные. Деление систем на открытые и закрытые связано с их характерными признаками: возможность сохранения свойств при наличии внешних воздействий. Если система нечувствительна к внешним воздействиям её можно считать закрытой. В противном случае – открытой. Открытая система функционирует благодаря взаимодействию с окружающим миром. Открытая система связана со средой определёнными коммуникациями, то есть сетью внешних связей системы. Для открытых систем оно включает не только внутренние связи между элементами, но и внешние связи со средой. Все реальные системы являются открытыми. Открытая система является частью более общей системы или нескольких систем. При описании структуры внешние коммуникацион-ные каналы стараются разделить на входные (по которым среда воздействует на систему) и выходные (система воздействует на среду). У открытых систем, по крайней мере, один элемент имеет связь с внешней средой, по мень-шей мере, один вход и один выход, которыми она связана с внешней средой. Желудочно-кишечный тракт как открытая система Первостепенное значение при этом имеет обмен энергией и информацией с окружающей средой, представленной системами разного калибра. Энергия, информация, материалы — это объекты обмена с внешней средой через проницаемые границы системы. Такая система не является само-обеспечивающейся, она зависит от энергии, информации и материалов, поступающих извне. Кроме того, открытая система имеет способность приспосабливаться к изменениям во внешней среде и должна делать это для того, чтобы продолжить свое функционирование. Руководители, в основном, занимаются системами открытыми, потому что все организации являются открытыми системами. Выживание любой организации зависит от внешнего мира. Закрытые (замкнутые) системы Закрытой называется система, которая не взаимодействует со средой или взаимо-действует со средой строго определённым образом. В первом случае предполагается, что система не имеет входов, а во втором, что входы есть, но воздействие среды носит неизменный характер и полностью (заранее) известно. Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы от среды, окружающей систему. Закрытая система отграничена от окружающего мира. Взаимодействие происходит только внутри системы между ее структурными компонентами. Закрытость и открытость систем бывает разной степени выраженности. Абсолютно закрытая и абсолютно открытая системы - это достаточно абстрактные понятия. Даже в сложнейших научных экспериментах и при особых при-родных обстоятельствах (глубоко в космосе, в центре звезды) достижение абсолютно открытого/закрытого состояния невозможно. Возможны как бы промежуточные состояния: мнимо открытая и мнимо закрытая система. Мнимость проявляется в том, что обладая внешними признаками одного типа, на самом деле система относиться к другому типу. Организация, исповедующая принципы - мы сами себе все сделаем, осуществляет взаимодействие с окружающим миром. СССР, сообщавший всем, какой он открытый, в реалии был гораздо более закрытым. И, как и следовало ожидать - развалился. Основная черта действующих систем в том, что происходит изменение. Как внутри системы, так и между системами происходит перераспределение энергии, информации и ресурсов. Как вода течет туда, где ниже, так и все обмены происходят на основе трех принципов. При обыкновенных условиях перераспределение ресурсов происходит из мест с большей плотностью в места с меньшей плотностью. 2. Производимые изменения зависят не только от количества перемешенных ресурсов, но и от разности градиентов между местами откуда и куда перемещают, и от скорости перемещения. 3. Движение в обратном направлении определенного ресурса (оттуда, где меньше, туда, где больше) возможно, если в более глобальном масштабе происходит выравнивание градиентов. Фактически, зная три этих момента, можно описать все возможные изменения систем. Закрытая система более стабильна, так как не подвержена изменениям при взаимодействии с окружением. Результатом всех перераспределений между элементами закрытой системы через определенный промежуток времени будет равномерное и однородное состояние. Наступает гибель системы. Открытая система существует не за счет стабилизации процессов, а за счет постоянного обмена со своим окружением. Особенно за счет обмена энергией и информацией. Гибкое равновесие. При формировании системы также формируются механизмы саморегуляции, несущие в основе петли обратной связи. При получении системой излишнего количества информации и/или энергии возможен переход на более высокий уровень организации за счет перетряхивания системы и подключения механизмов саморегуляции и стабилизации. Комбинированные системы содержат открытые и закрытые подсистемы. Наличие комбинированных систем свидетельствует о сложной комбинации открытой и закрытой подсистем. В зависимости от структуры и пространственно-временных свойств системы делятся на простые, сложные и большие. Простые – системы, не имеющие разветвлённых структур, состоящие из небольшого количества взаимосвязей и небольшого количества элементов. Такие элементы служат для выполнения простейших функций, в них нельзя выделить иерархические уровни. Отличительной особенностью простых систем является детерминированность (четкая определенность) номенклатуры, числа элементов и связей как внутри системы, так и со средой. Сложные – характеризуются большим числом элементов и внутренних связей, их неоднородностью и разнокачественностью, структурным разнообразием, выполняют сложную функцию или ряд функций. Компоненты сложных систем могут рассматриваться как подсистемы, каждая из которых может быть детализирована ещё более простыми подсистемами и т.д. до тех пор, пока не будет получен элемент. Систему называют сложной, если в реальной действительности существенно проявляются признаки её сложности: а) структурная сложность – определяется по числу элементов системы, числу и разнообразию типов связей между ними, количеству иерархических уровней и общему числу подсистем системы. Основными типами считаются следующие виды связей: структурные (в том числе, иерархические), функциональные, причинно-следственные, информационные, пространственно-временные; б) сложность функционирования (поведения) – определяется характеристиками множества состояний, правилами перехода из состояния в состояние, воздействие системы на среду и среды на систему, степенью неопределённости перечисленных характеристик и правил; в) сложность выбора поведения – в многоальтернативных ситуациях, когда выбор поведения определяется целью системы, гибкостью реакций на заранее неизвестные воздействия среды; г) сложность развития – определяемая характеристиками эволюционных или скачко-образных процессов. Большой системой называют систему, ненаблюдаемую одновременно с позиции одного наблюдателя во времени или в пространстве, для которой существенен пространственный фактор, число подсистем которой очень велико, а состав разнороден. Система может быть и большой и сложной. Сложные системы объединяет более обширную группу систем, то есть большие - подкласс сложных систем. С точки зрения характера функций различаются специальные, многофункциональные, и универсальные системы. Для специальных систем характерна единственность назначения и узкая профессиональная специализация обслуживающего персонала (сравнительно несложная). Многофункциональные системы позволяют реализовать на одной и той же структуре несколько функций. Пример: производственная система, обеспечивающая выпуск различной продукции в пределах определённой номенклатуры. Для универсальных систем: реализуется множество действий на одной и той же структуре, однако состав функций по виду и количеству менее однороден. Например, комбайн. По характеру развития существует 2 класса систем: стабильные и развивающиеся. У стабильной системы структура и функции практически не изменяются в течение всего периода её существования и, как правило, качество функционирования стабильных систем по мере изнашивания их элементов только ухудшается. Восстановительные мероприятия обычно могут лишь снизить темп ухудшения. Отличной особенностью развивающихся систем является то, что с течением времени их структура и функции приобретают существенные изменения. Функции системы более постоянны, хотя часто и они видоизменяются. Практически неизменными остаётся лишь их назначение. Развивающиеся системы имеют более высокую сложность. В порядке усложнения поведения: автоматические, решающие, самоорганизующиеся, предвидящие, превращающиеся. Автоматические: однозначно реагируют на ограниченный набор внешних воздействий, внут-ренняя их организация приспособлена к переходу в равновесное состояние при выводе из него. Решающие: имеют постоянные критерии различения их постоянной реакции на широкие классы внешних воздействий. Постоянство внутренней структуры поддерживается заменой вышедших из строя элементов. Самоорганизующиеся: имеют гибкие критерии различения и гибкие реакции на внешние воз-действия, приспосабливающиеся к различным типам воздействия. Устойчивость внутренней структуры высших форм таких систем обеспечивается постоянным самовоспроизводством. Особенности сложных систем: - большое разнообразие возможных состояний; - неопределенность и сложность реализуемых функций; - наличие функциональной и структурной избыточности; - сложный характер связей между отдельными элементами; - необходимость учета взаимодействия с внешней средой; - невозможность формального описания сложной системы
|